宋喆慧++付月

[摘 要]新蓄压油箱胶囊采用了全新的结构形式，引起材料体系及成型工艺方法的改变。本文对制造新胶囊工艺研究过程进行了详细的介绍，表明用新工艺制造的蓄压油箱胶囊，满足设计要求的环境霉菌试验以及疲劳寿命考核指标，满足飞机的使用要求。积累了用胶液制造零件的工艺技术经验，对同类零件的制造有一定的借鉴意义。

[关键词]胶囊，胶液，刷涂，粘接

中图分类号：TB43；V261 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0399-02

0 引言

航空器装配蓄压油箱[1]，在航空器特殊飞行狀态时使用。蓄压油箱内装配可变形的柔性胶囊，将油箱分隔为气腔和油腔，需要时，靠气腔内的压缩气体将油腔内的燃油输出。蓄压油箱胶囊早期采用混炼胶通过模压方法制造，随着飞机性能的不断提高，对蓄压油箱胶囊性能也提出了更高的要求，从而引起了胶囊结构的变化。新蓄压油箱胶囊简称为胶囊，其结构见图1，属于囊状结构件，其组成为：胶囊载体为某种锦丝绸布；在锦丝绸布上双面制备耐油橡胶，硫化后成为蓄压油箱胶囊嚢体；最后将用橡胶制成的密封垫片，用胶粘剂粘接在胶囊嚢体一面边缘即成为蓄压油箱胶囊。胶囊使用时，是将两件胶囊对合在一起，粘接密封垫一侧在外，胶囊上要与油箱壳体对应制出七十个φ5.2的孔，通过螺栓连接将胶囊装配在蓄压油箱之内。

1 工艺分析

从胶囊的结构看到，胶囊的载体是一种锦丝绸布，双面要组合橡胶层才能成为胶囊。如采用整体模压方法，在高温条件下将使锦丝绸布力学性能降低，影响胶囊承载能力。经试验，将橡胶层转化为胶液，用刷涂的方法制造胶囊，并且采用室温硫化，使胶层与锦丝绸布之间粘接和胶层硫化同步进行，减少粘接应力，使胶囊更接近于整体化。

2 胶液配制

按橡胶粘接的要求，在橡胶与锦丝绸布粘合之前需配备粘合层胶料[2]，我们习惯称为底胶（即增粘系统），以提高橡胶与锦丝绸布之间的粘接质量。由于是刷涂成型，橡胶材料应转化成胶液。

2.1 底胶配制

底胶由一种丁腈橡胶（A甲）、间苯二酚甲醛树脂、硫磺、固化剂2号膏以及溶剂醋酸乙酯组成，配制比例按（1）式确定：

（1）

式中：X——间苯二酚甲醛树脂加入量（kg），Y——硫磺加入量（kg），Z——固化剂2号膏加入量（kg），D——A甲胶液的实际使用量（kg），C——A甲胶液的不挥发物含量（%），E——树脂的不挥发物含量（%）。

配制过程为，按胶液需求量并通过（1）式求得各组分用量，先将不易溶解的硫磺和2号膏加入到乙酸乙酯中充分搅拌进行溶解，然后向溶解液中加入A甲胶液和间苯二酚甲醛树脂，将混合胶液充分搅拌均匀（混合胶液至少要搅拌3～5分钟），用120目的金属滤网将配制好的胶液过滤1～2次，消除杂质。最后用溶剂醋酸乙酯将胶液粘度调整到50s～70s（涂4粘度计）。

2.2 面胶配制

面胶由另一种丁腈橡胶（B甲）、促进剂M、促进剂D、硫磺以及溶剂醋酸乙酯组成，配制比例按（2）式确定：

（2）

式中：X——硫磺加入量（kg），Y——促进剂M加入量（kg），Z——促进剂D加入量（kg），C——B甲胶液的不挥发物含量（%），D——B甲胶液的实际使用量（kg）。

配制过程为，按配胶量称取硫磺，加入到醋酸乙酯中充分搅拌，使硫磺完全溶解；随后向硫磺的溶解液中加入B甲胶液、促进剂M和D，将混合胶液充分搅拌均匀（混合胶液至少要搅拌3～5分钟），用120目的金属滤网将配制好的胶液过滤1～2次，消除杂质。最后用溶剂醋酸乙酯将胶液粘度调整到70s～90s。

3 制造工艺过程

3.1 生产准备

准备生产胶囊的模胎，表面清理干净；按表1比例配制脱模剂。脱模剂的用量按生产需要确定。

脱模剂配制方法：向容器中加入水，再加入乙醇和聚乙烯醇。将混合液加热至60℃～70℃，并搅拌直至完全溶解，最后加入甘油，搅拌均匀即可。

用刷子将脱模剂刷涂在模胎表面上，脱模剂涂层应均匀，无漏涂，室温晾置至干燥。

3.2 锦丝绸布定位

将锦丝绸布铺到模胎上，要求锦丝绸布纬度线相对模胎纵轴线成35°～45°角。在模胎底部用钉子固定已铺好的锦丝绸布，两直边布料在绷制时每点受力方向与直段边线垂直，两端半圆弧上的每点受力方向都沿法线方向（指向圆心），且保证锦丝绸布受力均匀，产生的皱褶尽可能少且小；考虑到胶囊成型后的收缩，锦丝绸布在模胎上定位时在Hmm的尺寸范围内不允许有褶皱。见图2所示。

锦丝绸布定位后，用棉纱布蘸取少量汽油擦拭表面2次，每次擦拭后晾置20～30分钟。

3.3 底胶刷涂

在准备好的锦丝绸布表面刷涂两遍底胶作为增粘层，每遍涂胶后应晾置20～30分钟。涂刷要均匀，不允许有漏涂处。底胶总用量按（1）式中“D”项A甲胶液的实际使用量控制，每个胶囊用量0.17～0.19（kg）。

3.4 面胶刷涂

在底胶增粘层表面刷涂8遍～10遍面胶，每遍涂胶后应晾置20～30分钟。涂刷时要保证胶层均匀，不允许有漏涂处，不允许有胶瘤及杂质。面胶总用量按（2）式中“D”项B甲胶液的实际使用量控制，每个胶囊用量0.7～0.85（kg）。

3.5 翻面制造

锦丝绸布一侧面胶刷涂完成后，室温晾置24～36小时，将锦丝绸布从模胎上取下，进行翻面制造。重复3.1～3.4各步骤，对锦丝绸布未涂胶面依次完成底胶、面胶的刷涂。室温晾置24～36小时。

3.6 密封垫片粘接

密封垫片是用橡胶模压的薄片，厚度0.8～1.0mm。密封垫片粘接到胶囊体上，使胶囊边缘强度提高，在将胶囊装配到蓄压油箱后，有效提高油箱整体的密封性能。粘接工序在模胎上进行。

密封垫片打磨：密封垫片分四段制造，将粘接面打磨到无光泽，在距端头30～40mm处做“斜面”便于搭接，打磨后，清除表面的橡胶碎屑。

粘接面清理：参照图3在胶囊体上划密封垫片粘接高度位置线，应考虑胶囊收缩余量，具体数值在生产过程中确定。在胶囊粘接区及密封垫片粘接面，用蘸少量醋酸乙酯的棉纱布擦拭2～3次，每次晾置时间20～30分钟。

涂胶：在胶囊粘接区及密封垫片粘接面分别涂三遍某种胶黏剂，每遍晾置时间20～30分钟。

粘接：由于胶囊使用时，是将两件胶囊对合在一起，粘接密封垫片一侧在外，为防止密封垫片搭接处凸起变厚对油箱密封性能的影响，按图3所示密封垫片的粘接位置，依次将密封垫片粘接到胶囊体上[3]，贴合后，用滚轮压实，不能损伤胶囊表面。在模胎上停放不少于7天进行硫化。

硫化后将胶囊从模胎上取下，清理胶囊表面，修边，置于特制骨架上放置。

4 产品检验

生产的蓄压油箱胶囊应进行100%的内外观、尺寸、气密性检查、耐霉菌试验和寿命试验。

霉菌试驗按某霉菌试验方法标准执行，试验结果符合标准要求。

寿命试验工作介质为燃油和空气，将胶囊装配到蓄压油箱内，按设计给定的环境温度、工作压力条件及循环次数进行。试验结束后，检查油箱与胶囊密封垫片连接处的密封性，应完全密封；分解油箱，检查胶囊密封性及表面状态，不允许泄漏，不允许胶囊表面损伤。

5 结论

使用新的材料，并且用胶液刷涂的新工艺方法制造的蓄压油箱胶囊，经过寿命试验及环境霉菌试验考核，符合设计要求，满足飞机的使用要求。通过用新工艺方法制造蓄压油箱胶囊，积累了用胶液制造零件的生产经验，为类似产品的开发奠定一定的技术基础。

参考文献

[1] 白天，阴中炜，王冰，等.航天用气瓶、储箱分类及制造技术[J].宇航材料工艺，2015（5），14-18.

[2] 韩忠民，荆玉琪，房自力，等.氢化丁腈橡胶胶囊的研制[J].特种橡胶制品，2014（4），54-57.

[3] 王志强.胶囊装配孔裂纹原因分析及改进措施[J].新技术新工艺，2015（4），129-131.

作者简介

宋喆慧（1980—），高级工程师，主要从事非金属工艺工作。